印莲华

微波表面波PECVD法改善PET包装瓶阻隔性能研究

印莲华

本文介绍了采用微波表面波等离子体化学气相沉积（MW Surface-wave PECVD）的方法，在PET包装瓶内壁沉积一层类金刚石（Diamond-like Carbon, DLC）薄膜，以改善其阻隔性能。实验过程中以乙炔（C2H2）作为原料、氩气（Ar）作为放电气体沉积DLC薄膜，并采用傅立叶红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman Spectra)等仪器辅助分析薄膜的结构、成分，通过测试PET瓶的氧气透过率（OTR）表征其阻隔性能。实验结果表明：采用微波表面波PECVD法在PET包装瓶内沉积纳米级厚度的DLC薄膜可以大大改善PET瓶的阻隔性能，分析结果还显示薄膜的主要成分为碳、氢，结构主要是以无定形的形式存在。

PET包装瓶；阻隔性能；类金刚石薄膜

一、引言

聚对苯二甲酸乙二醇酯，俗称涤纶树脂，英文简称PET，是包装行业运用较为广泛的一种热塑性聚合物材料。近年来，PET材料因其质地轻便、节约资源、便于携带运输、制造成本低、透光性好等优点广泛运用于包装领域，并有逐渐替代玻璃和金属包装的趋势。但是，相较金属、玻璃或其他复合材料，PET材料的气体阻隔性能较差，导致其货架期较短，限制了PET材料在包装行业中的使用[1,2]。为了提高PET材料的阻隔性能，可以在其表面沉积一层阻隔性材料。类金刚石薄膜（Diamond-like Carbon, DLC）具有良好的物理化学稳定性、耐腐蚀性，并且透光率较佳，近年来被广泛研究和应用。当在PET材料的表面沉积DLC薄膜，则DLC薄膜便可作为气体渗透阻挡层[3]。

目前沉积DLC薄膜主要采用的是等离子体化学气相沉积（PECVD）、磁控溅射、离子注入、离子束辅助沉积等方法。……